Científicos del IRB Barcelona descubren uno de los mecanismos que controlan la división de células madre

Las células madre tienen la fascinante capacidad de dividirse produciendo dos células muy diferentes entre sí: una de ellas sigue siendo célula madre y es capaz de repetir esta pauta de división asimétrica reiteradamente, mientras que la otra, cuya capacidad de división es muy limitada, se especializa para hacer una función determinada en el organismo. Esta estrategia permite a una sola célula madre generar enormes cantidades de tejido durante la vida de un individuo.

Para que la identidad diferencial de las células resultantes se establezca correctamente, es imprescindible que el complejísimo aparato que corta a la célula madre en dos lo haga en la orientación correcta a lo largo de un eje preestablecido. De no ser así, la división puede hacerse simétrica y generar dos células madre. Es decir, en lugar de generar tejido, las células madre en las que la orientación de la división está alterada pueden generar más células madre, una situación potencialmente muy peligrosa ya que podría derivar en la proliferación descontrolada de estas células.

¿Cómo se evita este peligro? Para averiguarlo, investigadores liderados por Cayetano González, Profesor de Investigación ICREA en el IRB Barcelona, han seguido el rastro del aparato de división de las células madre y han descubierto que una de las claves reside en el comportamiento de la estructura intracelular conocida como centrosoma. La mayoría de las células animales tienen dos centrosomas antes de dividirse y su posición dictamina la orientación de la división. En las células que se dividen simétricamente (dando lugar a dos células equivalentes) los dos centrosomas de cada célula son prácticamente idénticos entre si. Sorprendentemente, los dos centrosomas de las células madre analizadas son radicalmente diferentes. Uno de ellos permanece fijo en una posición definida y es muy activo durante todo el ciclo celular, mientras que el otro se desplaza a lo largo y ancho de la célula y se detiene y activa sólo en un lugar determinado momentos antes de la división.

La asimetría intracelular de tener dos centrosomas funcionalmente diferentes, contribuye decisivamente a controlar la división asimétrica de las células madre y evitar su proliferación

Lo más sorprendente de este complejo comportamiento es que requiere de una regulación muy precisa. La recta que pasa por ambos centrosomas, el que permanece siempre fijo y el otro -una vez estabilizado- coincide exactamente con la orientación en que la célula madre ha de dividirse para garantizar la asimetría de las células hijas. En definitiva, la asimetría intracelular de tener dos centrosomas funcionalmente diferentes, contribuye decisivamente a controlar la división asimétrica de las células madre y evitar su proliferación.

Estos estudios han sido posibles gracias a una sofisticada tecnología que combina la generación de moscas genéticamente modificadas en las que los componentes celulares de interés, que son incoloros, están coloreados y pueden ser observados en vivo, con técnicas avanzadas de microscopía de alta resolución.

Elena Rebollo, miembro del equipo investigador y primer firmante del trabajo, explica que “gracias a estas técnicas y a cientos de horas de filmación, hemos podido ver paso a paso el elaborado mecanismo de división de las células madre. También hemos conseguido identificar una de las proteínas que hace que los centrosomas de las células madre sean distintos”. “Esa proteína”, explica el Dr. González, “es precisamente uno de los supresores tumorales que describimos en 2005, lo que sugiere que el centrosoma pueda jugar un papel esencial en prevenir la transformación maligna de estas células madre, algo que estamos investigando intensamente en estos momentos”. Estos trabajos son parte de la línea de investigación que se lleva a cabo en este laboratorio sobre la relación entre células madre y cáncer.